[發明專利]一種核反應堆模擬燃料組件流量測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010843390.4
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111982213B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 孟洋
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01F1/44
• 分類號: G01F1/44;G01F1/36;G01F25/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

本發明公開了一種核反應堆模擬燃料組件流量測量方法。本發明還公開了一種核反應堆模擬燃料組件流量測量系統。本發明在不變更經典文丘里管幾何結構的前提下，拓寬經典文丘里管的量程比，使經典文丘里管的可測最小流量進一步降低。基于拓寬后的Re范圍內對應的流量系數α存在特殊的變化趨勢，本發明擬提出一種寬量程經典文丘里管的流量計算方法，利用該計算方法無需迭代計算，通過直接求解方程的方法，實現高效高精度的寬量程文丘里管流量測量。

技術領域

本發明涉及核技術領域，具體涉及一種核反應堆模擬燃料組件流量測量方法及系統。

背景技術

《GB/T 2624-2006用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量》中的第四部分對經典文丘里管的使用介紹中，存在約束條件，要求雷諾數Re≥2×10⁵，真實使用條件下，往往需要文丘里流量計有較高量程比，能夠測量更小的流量，需要在不變更經典文丘里流量計幾何結構前提下，拓寬流量計標定試驗的流量范圍，這種情況下雷諾數Re會小于2×10⁵，在國標GB/T 2624-2006的附錄B部分《超出GB/T 2624.4范圍使用的經典文丘里管》有這樣的描述，機械加工經典文丘里管當雷諾數Re減小到2×10⁵以下時，往往會出現流量系數α值在隨著Re的減小而穩定地減小之前略有增大。

而在核領域中，反應堆整體水力模擬試驗對模擬燃料組件流量進行測量時，由于反應堆運行存在多種工況，不同工況下雷諾數變化幅度很大，這就使得通用技術中的流量測量方式不適用于核反應堆模擬燃料組件流量的測量，并且無相關文獻可參考。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在核領域中，反應堆整體水力模擬試驗對模擬燃料組件流量進行測量時，由于反應堆運行存在多種工況，不同工況下雷諾數變化幅度很大，這就使得通用技術中的流量測量方式不適用于核反應堆模擬燃料組件流量的測量，并且無相關文獻可參考，目的在于提供一種核反應堆模擬燃料組件流量測量方法及系統，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種核反應堆模擬燃料組件流量測量方法，包括以下步驟：

S1：使用文丘里管對模擬燃料組件中流體的流量系數α和雷諾數Re的關系進行標定生成標定關系函數；所述標定關系函數的自變量為雷諾數Re，應變量為流量系數α；

S2：對所述標定關系函數中上升段的進行擬合生成上升段擬合函數；對所述標定關系函數中下降段的進行擬合生成下降段擬合函數；

S3：將所述上升段擬合函數和文丘里管的理論關系函數聯立生成上升段模型；將所述下降段擬合函數和文丘里管的理論關系函數聯立生成下降段模型；所述文丘里管的理論關系函數根據文丘里管中雷諾數Re和流量系數α的理論關系獲取；

S4：對模擬燃料組件中流體的流量進行測量時，將從文丘里管和測溫儀表獲取的數據輸入所述下降段模型獲取下降段輸出雷諾數Re′；

當下降段輸出雷諾數Re′位于所述標定關系函數的下降段內時，將所述下降段輸出雷諾數Re′作為實際雷諾數輸出；

當下降段輸出雷諾數Re′未位于所述標定關系函數的下降段內時，將從文丘里管和測溫儀表獲取的數據輸入所述上升段模型獲取上升段輸出雷諾數Re″；

如果所述上升段輸出雷諾數Re″位于所述標定關系函數的上升段內時，將所述上升段輸出雷諾數Re″作為實際雷諾數輸出；

如果所述上升段輸出雷諾數Re″未位于所述標定關系函數的上升段內時，擴大流量系數α和雷諾數Re的關系的標定范圍并執行S1～S4；

S5：根據所述實際雷諾數獲取模擬燃料組件中流體的流量。